التحليل الحبي

تعريف التحليل الحبي : هو فصل المقاسات المختلقة من العينة الحصوية بعضها عن بعض وتعيين مدى التوزع الحجمي للحبيبات الحصوية ويتم ذلك باجراء اختبار التحليل الحبي باستعمال سلسلة من المناخل النظامية ( القياسية ) .

ملاحظة : في مختبر تجريب المواد في جامعة تشرين تتوفر سلسة المناخل الأمريكية ASTM .

الغاية من التجربة : معرفة التدرج الحبي للمواد الحصوية المراد دراستها وتحديد النسب المئوية ذات أبعاد معينة موجودة في العينة وذلك بهدف تصنيفها وأخذ فكرة عن خواصها وتحديد مدى صلاحيتها للاستعمال في الأعمال الهندسية ( كالبيتون وأعمال الطرق والردميات وغيرها ) .

خواص المناخل : المناخل تصنع من نسيج معدني متشابك تترك أسلاكه فتحات مربعة الشكل تساوي أبعادها الداخلية الصافية الى قيم معينة ويعبر عن كل منخل حسب النظام الأمريكي ASTM بأبعاد الفتحة اذا كانت أكبر أو تساوي 1/4 inch أما في حال كانت أصغر من ذلك فانه يتم اعطاء المناخل أرقاماً معادلة للمناخل وتبدأ بالرقم 4 ذو الفتحة 4.75mm حتى الرقم 400 ذو الفتحة 38mm .

يقصد بمعادل المنخل ( عدد الفتحات في الأنش الطولي ) .

اختيار العينة : نأخذ كمية من المواد الحصوية بحيث تكون ممثلة للمواد الحصوية في الورشة وتخلط جيداً في المخبر ثم نأخذ منها كمية تتناسب مع القطر الأعظمي للحبات وذلك وفقاً لما يلي :

-                     500gr من المواد الناعمة (الرمل) اذا كان أكثر من 80%  من المواد تمر من المنخل الذي فتحته 4.75mm

-           أما بالنسبة للمواد الحصوية الخشنة ( البحص ) يكون وزن العينة حسب الجدول التالي و الذي يبين ارتباط الوزن المطلوب مع أبعاد الحبيبات .

ويمكن حساب وزن العينة P بالغرام حسب العلاقة التالية :

200*D<P<600*D حيث D هو القطر الأعظمي للحبات mm .

طريقة اجراء التجربة : -1 يتم تجفيف المواد الحصوية بالفرن ثم يتم تفتيت الكتل الملتصقة ببعضها اما

                                       باليد أو بالمطرقة مع تجنب كسر الحبات ويتم بعدها أخذ كمية من المواد         

                                       الحصوية تتناسب مع القطر الأعظمي للحبات وليكن W .

                                   -2 يتم غسل العينة الحصوية بماء جار للتخلص من المواد الناعمة المارة من

                                       المنخل 200←0.075 ونستمر بعملية الغسل حتى يصبح الماء المار من

                                       المنخل بفرن درجة حرارته 110 ± 5 Cº ثم نقوم بوزن العينة الجافة بعد

                                       الغسيل وليكن W1 .

                                   -3 نختار سلسلة المناخل حسب القطر الأعظمي ونرتب المناخل بالتسلسل بحيث

                                       يكون المنخل ذو الفتحة الأكبر من الأعلى وكما ذكرنا سابقاً سلسلة المناخل

                                       المناخل المستخدمة هي وفق النظام الأمريكي ASTM .

                                   -4 عملية النخل تتم اما آلياً لمدة تتراوح من 5 الى 10 دقائق أو أن تجرى عملية

                                       النخل يدوياً .

                                   -5 نحدد الوزن المتبقي على كل منخل من المناخل ونرمز له ﺒ Wi .

                                   -6 نجمع الأوزان المتبقية على كل المناخل ونقارنها مع الوزن الكلي W فنلاحظ

                                       أنه قد يكون هناك فرق بين الوزنين ناتج عن عدم دقة قراءة الأوزان الجزئية

                                       مع ملاحظة أن المواد المارة من المنخل رقم 200 (75 ميكرون ) تساوي

                                       الفرق بين الوزنين W-W1 .

                                       وبالتالي يكون الخطأ الكلي مساوياً للفرق بين وزن العينة الأصلي قبل التجربة

                                       W ومجموع الأوزان الجزئية المتبقية على المنخل ∑Wi. ∆=| W - ∑ Wi |

                                  -7 بمعرفة الخطأ الكلي ∆ نحسب الخطأ النسبي ε = ∆ / ∑ Wi .

                                 -8 نحسب التصحيح على كل مخل بضرب ε بالوزن المتبقي على كل مخل وقد يكون

                                     موجباً أو سالباً وبذلك يكون الوزن المتبقي المصحح Wi = Wi ± ε x Wi .

                                -9  بعدها نقوم بحساب النسبة المئوية المتبقية على كل منخل وفق القانون التالي :

                                     100 x ( Wi / W ) .

                                     كذلك يتم حساب كل من :

                                    النسبة المئوية = المجموع التراكمي للنسب المئوية المتبقية على المنخل وما يعلوه

                                    النسبة المئوية المارة = 100 – النسبة المئوية التكاملية .

                               -10 على أساس النتائج السابقة يتم رسم ثلاثة أنواع من المنحنيات وهي :

                                     * المنحني التفاضلي ويعبر عن العلاقة بين أقطار المناخل والنسب المئوية المتبقية .

                                     * المنحني التكاملي ويعبر عن العلاقة بين أقطار المناخل والنسب المئوية التكاملية .

                                     * المنحني الحبي ويعبر عن العلاقة بين أقطار المناخل والنسب المئوية المارة .

ملاحظة : ان المنحني الحبي يعتبر أهم المنحنيات السابقة لأنه على أساسه يتم تحديد مدى جودة وصلاحية المواد الحصوية أو عدم صلاحيتها للاستخدام في المجال المطلوب وعملية التقييم هذه تتم بمقارنة المنحني الحبي للمواد الحصوية المجربة مع الحزمة النظامية الخاصة بالمجال الذي ستستخدم فيه المواد الحصوية فاذا كان المنحني واقعاً ضمن الحزمة يعتبر مقبولاً .

الحزمة النظامية : هي مجموعة من المنحنيات الحبية حسب القطر الأعظمي للحبات تحتوي على حد أعظمي وآخر أصغري بحيث اذا وقع المنحني الحبي للعينة المجربة كان هذا التركيب الحبي مقبول .

أنواع المنحنيات الحبية : -1 جيد التدرج : يحوي على نسب متوازنة من كافة الأقطار فيحتوي على حبات

                                                           خشنة ومتوسطة وناعمة ويعتبر أفضل الأنواع في مجال البيتون

                                                           لأنه يساهم في البيتون عالي الكثافة وبالتالي مقاومة أكبر .

                                     -2 منحني حبي منتظم : الحصويات ذات أقطار متقاربة ومحصورة ضمن مجال ضيق

                                                                    لاستخدامه في مجال البيتون لابد من اجراء الخلط مع نسب

                                                                    معينة من مواد أخرى .

                                     -3 منحني حبي متقطع : يوجد مواد ناعمة ومواد خشنة .

معادل النعومة : هو مجموع النسب المئوية التكاملية المتبقية على المناخل من الأعلى وحتى المنخل 100 N مقسوماً على 100 وهذا يدل على متوسط مقاييس المواد الحصوية .